下面的图表是从某台电热饮水机说明书是收集到的信息．某次加热时.测得水箱中有水从12℃到100℃所用时间为8min．(水的比热容为4.2×103J/kg•℃)(1)若让饮水机处于加热状态.开关S应接在a处还是b处?(2)电阻R1的阻值(不考虑温度对阻值的影响)．(3)饮水机加热过程中的热效率．热水器容积1L额定电压220V加热时额定� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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下面的图表是从某台电热饮水机说明书是收集到的信息．某次加热时，测得水箱中有水从12℃到100℃所用时间为8min．（水的比热容为4.2×10³J/kg•℃）
（1）若让饮水机处于加热状态，开关S应接在a处还是b处？
（2）电阻R₁的阻值（不考虑温度对阻值的影响）．
（3）饮水机加热过程中的热效率．

热水器容积	1L
额定电压	220V
加热时额定功率	880W

分析（1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{\;}}$判断饮水机的工作状态；
（2）已知饮水机的额定电压和加热时的额定功率，可利用公式R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{\;}}$计算出电阻R₁的阻值．
（3）知道热水箱的容量，可利用公式m=ρV计算出水的质量，又知道水的比热容和温度变化，可利用热量公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出水吸收的热量．利用公式W=Pt求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$加热过程中的热效率．

解答解：（1）当开关S应接在a处时，电路中只有电阻R₁；开关S应接在b处开关S断开时，电路为R₁和R₂的串联电路，由于串联电路的总阻值等于各电阻之和，所以当开关S应接在a处时，电路中的电阻值小；根据P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{\;}}$可知此时电路中功率大，所以饮水机处于加热状态；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{\;}}$得，电阻R₁的阻值：R₁=$\frac{{U}^{2}}{{{P}_{加热}}_{\;}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{880W}$=55Ω；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量为：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg．
水吸收热量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-12℃）=3.696×10⁵J．
消耗的电能：W=Pt=880W×8×60s=4.224×10⁵J，
则效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.696×{10}^{5}J}{4.224×{10}^{5}J}$×100%≈87.5%．
答：（1）若让饮水机处于加热状态，开关S应接在a处；
（2）电阻R₁的阻值为55Ω．
（3）饮水机加热过程中的热效率为87.5%．

点评本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了质量、吸收热量、电功等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是结合电路图对饮水机状态的判断．与生活相连，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位变换要正确．

练习册系列答案

	A．	通过C点的速度比通过b点时大		B．	在c点的重力势能比b点小
	C．	从a到b重力势能转化成动能		D．	从b到c机械能转化成重力势能